[发明专利]一种保形加工方法

说明书

本发明提出了一种保形加工方法，其通过在毛坯态的光学元件与安装框架之间添加填充介质，并使毛坯态的光学元件、安装框架以及填充介质一同加工成形，在保证光学元件形位精度的同时还消除了保形面的缝隙从而使保形面平整光滑，并通过在限制光学元件相对位置的限位凸起上加工出消应力结构，降低了加工过程中对光学元件与安装框架的精度要求，同时通过使用并加工出材料性质与空间形状尺寸能够互相配合的零部件使被加工对象产生热应力消除性质以及适应压强变化和抗冲击振动的能力；本保形加工方法克服了现有加工方法存在的保形面有间隙、光学元件难以直接获得高的形位精度、加工出的装置性能不够稳定以及对零部件精度要求高加工难度大等问题。

技术领域

本发明属于保形加工技术领域，具体涉及一种保形加工方法。

背景技术

对于一些应用于高速流体中的光学仪器而言往往需要满足一定的气动外形，例如高速飞行的保形头罩，其为了达到降低阻力的目的，就需要特定形状的表面，且该表面必须平整光滑，同时为了实现观测等光学功能，又必须安装透镜等光学元件，且光学元件还不能破坏头罩的气动外形，因此如何通过对材料不同的光学元件与安装框架进行加工从而获得光滑平整的保形面便成为了一个难点问题。因应用于保形装置的光学元件不仅自身光学面需要满足高的形状精度，而且还需与其他光学元件保持高的位置精度，对于透镜类光学元件，自身的多个光学面之间也需达到高的位置精度。而常规加工方法通过单独加工光学元件与安装框架，再经过人工装调的方式使装置满足精度要求，十分耗时费力，很难实现保形装置批量制造的需求。同时为了实现保形面的平整光滑，已有的加工方法是通过分别将光学元件与安装框架的定位安装面加工至很高的精度，以将两者安装结合部位产生的间隙尽可能缩小，从而实现平整光滑的效果，但由于应用于保形装置的光学元件大都是内嵌在安装框架上的，使得安装框架的安装面具有封闭性，甚至安装框架的安装面还可能为曲面，因此很难加工出精度很高的定位安装面；同时由于保形装置的光学元件大都是非圆的，且厚度较薄，加之其材料的硬脆特性，也很难对其加工出精度很高的安装定位面；即使能够在安装框架和光学元件上加工出高精度的安装定位面，但为了安装需要也必须预留一定的间隙，因此也很难完全达到保形面平整光滑的效果。而即使在将光学元件安装在安装框架的过程中使用了粘结剂，其目的也是为了固定光学元件，同时因粘结剂的厚度较薄，且不能够覆盖光学元件与安装框架的间隙与保形面的交界处等原因，使得使用粘结剂并不能解决常规加工方法无法使保形面平整光滑的问题。同时因应用于高速流体的保形装置会经历压强和温度的急剧变化以及冲击振动等恶劣环境，例如高速飞行的保形头罩其外表面的压强会降低，同时因摩擦其外表面的温度将升高，而且还会因高速飞行而承受冲击与振动，而现有加工方法加工出的保形装置因缺乏温度适应性与缓冲结构等大都只能在较为稳定的环境下满足精度要求，而当实际工况较为恶劣时便很难保证装置形位精度的稳定性。因此目前还缺乏一种能够在使保形面真正平整光滑的同时还能使保形装置不经过装调便能满足精度要求、同时还能保证加工出的装置能够适应恶劣工作环境且对加工要求不高的保形加工方法。

发明内容

为了针对性地克服现有保形加工方法存在的对零部件精度要求高加工难度大、不能完全消除光学元件与安装框架结合面间的间隙、不能直接使装置获得所需形位精度而需装调以及不能使加工后的装置适应恶劣工作环境等问题，本发明提出了一种能够降低对零部件的加工精度要求、能够使光学元件与安装框架的结合面光滑平整、能够让光学元件与安装框架直接获得所需形位精度并可让加工出的保形装置产生热应力消除性质与适应压强变化和抗冲击振动的保形加工方法。

本发明是采用以下技术方案实现的：

一种保形加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、对所需零件进行备料并加工出大致形状，留足后续工序的加工余量；

步骤二、加工出光学元件的毛坯件，将毛坯态光学元件的定位面加工至设计尺寸，并留足毛坯态光学元件光学面后续加工的加工余量；